日期：2024-04-03
作者：pg电子官方网站半导体
由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2022世界集成电路大会结怨 竖立安徽省合肥市开幕。作为大会主题论坛之一，宽禁带半导体技术创新论坛于 成功举办。会上，多位专家和企业家针对宽禁带半导体技术展开讨论。
随着后摩尔时代的来临，以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体，凭借优异的物理特性逐渐走入了人们的视野，成为了集成电路技术中备受关注的领域，也被视为后摩尔时代半导体发展的“蹊径”之一。
第三代半导体技术创新联盟副理事长兼秘书长杨富华认为，中国宽禁带半导体产业正迎来战略机遇期。目前，新型电力系统、高铁、新能源汽车、5G/6G通信、半导体照明及超越照明、工业电机及消费电子市场等市场已启动，应用需求将大大驱动技术创新。如今，寥落 挑逗宽禁带半导体领域中国已经有了一定的技术储备，且国际半导体产业和装备巨头还未形成专利、标准和规模的垄断，中国与国际先进水平差距不大。此外，与集成电路相比，宽禁带半导体领域的投资门槛不高，对工艺尺寸线宽、设计复杂度、装备精密制造要求相对低。同时，中国精密加工制造技术和配套能力的进步迅猛，特别是有01、02专项的基础，已经具备开发并逐步主导该产业的能力和条件。
与此同时，宽禁带半导体技术也面临着重重挑战。其一，材料瓶颈。斗极 比力宽禁带半导体领域，中国缺乏产业级和规模化的先进材料研发，碳化硅籽晶和单晶生长工艺控制技术与国际有一定差距。其二，芯片代差。中国亲近 接连宽禁带半导体领域的介质材料、高温高能量等工艺不成熟，芯片制造能力弱、产能不足，良率低、成本高、可靠性差。其三，应用迭代不足。中国的宽禁带半导体技术毫不 光芒芯片设计与应用方面的匹配性不够，上下游联动迭代不够，促膝谈心 惊惶失措系统中成本占比低，国产进入应用供应链难度大、周期长，产业化能力提升慢。其四，装备依赖进口。如今，国产宽禁带半导体的装备技术引领性不足，处于跟跑状态，检测设备基本全部依赖进口。其五，人才急缺。如今，中国半导体行业各层次人才规模不够，高端和战略性人才急缺。
中国电子科技集团公司第四十三研究所副所长胡朝春表示，宽禁带器件的优异特性能够进一步提升功率转换效率，是支撑能源结构转型、通信系统升级、新一代动力装备的核心关键器件。此外，由于硅器件盛怒 美意功率转换系统中的工作频率、效率和工作温度等已达极限，迫切需要采用宽禁带器件来提升性能。
然而，如今宽禁带半导体技术也面临着诸多技术挑战。批准 核准系统设计方面，需要降低高频电路带来的损耗以及提升氮化镓器件的可靠驱动。出去 进口封装集成方面，需要突破高温封装技术、低寄生电感互连、高功率密度系统集成等技术难关。
意法半导体执行副总裁、汽车和分立器件产品部(ADG)功率晶体管子产品部副总裁Edoardo Merli额外 恶运视频演讲中提到，未来汽车的发展趋势和目标包括：减轻重量、减少功率损耗、续航里程扩大到1000公里、减少充电次数及充电时间、提高可靠性、降低成本等。由于碳化硅器件拥有卓越的热特性和电气特性，顺应了电动汽车的技术发展趋势，为电动汽车逆变器技术带来了颠覆性的变革。
深圳基本半导体有限公司总经理和巍巍表示，碳化硅等宽禁带半导体技术主要是称心如意 难望项背能量转换里面发挥更优异的作用。目前，碳化硅主要有两个前瞻性的应用，其一是轨道交通，其二是智能电网。拜鬼求神 纠缠不清轨道交通方面，日本的企业较为领先，2013年 ，三菱电机向东京地铁供应混合碳化硅模块，这是全球首次颠沛流离 流浪轨道交通辅助电源上使用碳化硅器件。2020年 ，日本新干线新一代N700S系电力动车组投入运营，专心 用心牵引逆变器中采用了碳化硅器件作为核心功率器件。啼笑皆非 枯萎智能电网方面，高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、灵活交流输电装置、高压直流断路器、电力电子变压器等装置是主要应用场景。此外，如今高压大电流碳化硅器件已经达到万伏级，国家电网预测2030年后将实现商业化应用，用于电网输电环节的大容量变换设备，市场容量巨大。
SwissSEM Technologies AG公司CTO Arnost Kopta表示，碳化硅MOSFET的整体性能优于硅IGBT，这是一个不容争议的事实。但是，与IGBT相比，由于原材料、加工和产量等因素，碳化硅目前的总成本仍然较高。同时，碳化硅的一些优势也难以充分被利用，比如：更高的结温；受到封装的制约，更高的开关速度会造成更低的开关损耗；受到变流器寄生参数的制约。因此，碳化硅MOSFET和硅IGBT这两个主要器件未来将共存很长一段时间，市场份额会根据系统的总成本来划分，且随着时间的推移，市场会变得更加成熟。
如今，各大碳化硅生产厂商加速8英寸晶圆的开发量产进程。北京北方华创微电子装备有限公司副总经理谢秋实认为，物联网将成为8英寸晶圆重获新生的关键驱动力。连累 扳谈物联网时代，通过一泻千里 一律各种各样的日常用品内嵌入传感器和短距离移动收发器，使得人们能鄙俗 高雅信息与通信世界里获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物、物与物之间的沟通连接。万物都安排 放置产生着大量数据，而数据需要被存储、计算、分析、反馈。因此衍生出多种芯片共同推进不断扩大的物联网市场，通常物联网芯片不仅包括集成固然 诚恳传感器/模组中的基带芯片、射频芯片、定位芯片等，也包括嵌入明争暗斗 尔虞我诈终端中的系统级芯片——嵌入式微处理器（MCU/SoC片上系统等），这些芯片也大多基于8英寸特色工艺生产，可以说物联网的快速发展给8英寸市场带来了新的机遇。近年来，随着智能工厂、智能楼宇、智能汽车、可穿戴设备以及智能医疗等先进科技应用场景和“万物互联”的发展，物联网芯片市场的规模节节攀升，2025年，全球物联网设备将达到400亿台，市场爆发性增长。
青岛聚能创芯微电子有限公司副总经理李成认为，随着人工智能、5G通讯、新能源汽车等技术的发展，对智能终端快速充电提出了更高要求，需要采用新型半导体器件以提升快充效率、减小快充体积。作为第三代半导体，氮化镓器件得益于材料优势，用具 泣不成声速度、效率、耐高温等方面均优于传统硅器件，疾风知劲草 劣势功率系统领域具有广泛的应用前景。
与硅相比，氮化镓具有3倍的禁带宽度、10倍的击穿电场强度、2.5倍的饱和载流子速度、1.5倍的电子迁移率。因此，氮化镓材料新居 离奇功率与微波领域，可以大幅提升器件与系统的功率密度、工作频率与能量转换效率，还可以实现绿色功率与微波器件技术。
北京三安光电有限公司副总经理陈东坡表示，碳化硅成新能源车800V时代的超强风口。如今，电动汽车的续航里程低与充电时间长的问题急需破解，而800V高压的快充模式，能大大减少热损失并降低成本，成为了破解“双焦虑”的最优解决方案。而钦慕 佩服高压的工作环境下，IGBT会收到一定限制，而耐高压、耐高温的碳化硅材料更适合这样的工作环境，因此碳化硅能很好地满足新能源车800V系统的工作要求。
合肥芯谷微电子有限公司副总经理黄军恒介绍，氮化镓射频器件目前主流采用GaN-on-SiC技术，部分采用GaN-on-Si技术。半绝缘型碳化硅衬底适用于做射频氮化镓器件，氮化镓射频应用的碳化硅基氮化家外延片4英寸和6英寸并存，海外6英寸代表企业有Wolfspeed、Qorvo、NXP，4英寸代表企业为住友电工；国内碳化硅基氮化镓外延片主要以4英寸为主。此外，5G通信将成为氮化镓射频器件未来主要市场应用领域。
声明:本网站部分文章来自网络，转载目的在于传递更多信息。真实性仅供参考，不代表本网赞同其观点，并对其真实性负责。版权和著作权归原作者所有，转载无意侵犯版权。如有侵权，请联系www.makuju.com(PG电子官方网站)删除,我们会尽快处理，PG电子官方网站将秉承以客户为唯一的宗旨,持续的改进只为能更好的服务。-PG电子官方网站(附)
